EP0510247A2 - Method and apparatus for transmitting digital audio signals from audio studios to the individual transmitting stations of a terrestrial broadcasting network - Google Patents

Method and apparatus for transmitting digital audio signals from audio studios to the individual transmitting stations of a terrestrial broadcasting network Download PDF

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EP0510247A2
EP0510247A2 EP91113000A EP91113000A EP0510247A2 EP 0510247 A2 EP0510247 A2 EP 0510247A2 EP 91113000 A EP91113000 A EP 91113000A EP 91113000 A EP91113000 A EP 91113000A EP 0510247 A2 EP0510247 A2 EP 0510247A2
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EP
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signals
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dsr
transmitted
audio signals
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Paul Dipl.-Ing. Fh Dambacher
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    • H04H60/04—Studio equipment; Interconnection of studios

Definitions

  • DAB network digital audio broadcasting, described in “Digital Audio Broadcasting” ITU-COM'89 Geneva, October 1989 and in “Future Systems of Digital Radio Transmission", Bayerischer Rundfunk, Nov. 1990
  • COFDM signal Coded Orthogonal Frequency Division and Multiplexing
  • DS1 -Coder-generated DS1 sound signals are then intermeshed using a data multiplexer using the so-called DSR (Digital Satellite Radio) method and, for example, fed to a satellite earth station in a 4-P SK modulator ("News from Rohde & Schwarz", booklet 114, page 14.)
  • the satellite transmitter transmits, for example, to the satellite at 18 GHz, which transmits to the individual consumer satellite receivers at 12 GHz.
  • a total of 16 digital audio signals can be extracted from the 4PSK-demodulated / decoder desired sound signals are selected again and made audible after digital-analog conversion.
  • the invention is based on the fact that the DS1 / DSR method known per se for supplying consumer radio receivers via a satellite transmitter is best suited for the transmission of the sound signals from a sound studio to the individual transmitter stations of a radio transmitter network, since the one for execution The technology required for this process is very mature and has proven itself for a long time.
  • the DS1 encoders and DSR multiplexers / modulators required to carry out this method are now commercially available devices, as are the DSR demodulators, demultiplexers and decoders required on the receiver side. With such a DS1 / DSR method, however, only sixteen individual programs can be transmitted, since the known DSR coder has only sixteen DS1 channels available.
  • the combination with this DS1 / DSR method in accordance with the invention results in an additional data reduction of the sound signals to be transmitted in the recording studio, taking into account the psychoacoustic phenomena of humans Ear.
  • MUSICAM method Mesking Universal Subband Integrated Coding And Multiplexing; described in "MUSICAM, An Universal Subband Coding System Description" from CCETT, IRT, Matsushita & Philips.
  • a data reduction of a digital audio signal to, for example, 128 or 96 or even 64 kbit / s per mono signal can be achieved, so that several such data-reduced audio signals can be transmitted in one DS1 signal.
  • this combination according to the invention it is achieved that a multiple of the digital signals which can be transmitted per se by the DS1 / DSR method can be transmitted, so that the system is optimally utilized and can also be constructed in a very economical manner from commercially available devices.
  • a method according to the invention is particularly well suited for the supply of the individual transmitter stations of a future DAB network mentioned above, since depending on the degree of data reduction used, for example, three to seven times as many programs can be transmitted than according to the DS1 / DSR transmission technology, which yes one stereo program (or two monoprograms) per DS1 channel and limited to 16 stereo programs per DSR channel.
  • the method according to the invention is also suitable for supplying a conventional terrestrial VHF-FM transmitter network or a so-called compatible DAB network, in which only a single digital program signal is emitted in the frequency band per transmitter as for a VHF-FM transmitter.
  • a conventional satellite transmission system is preferably used as the broadband transmission system in the method according to the invention, but in the same way the transmission can also take place via a broadband cable network, such as is used by Swiss Post for digital radio broadcasting (report no VD14.1049 U of 24.1.91 of the Directorate General PTT).
  • a broadband cable network such as is used by Swiss Post for digital radio broadcasting (report no VD14.1049 U of 24.1.91 of the Directorate General PTT).
  • the transmission of the DSR signals could take place via a fiber optic distribution cable network or also via radio links.
  • FIG. 1 and 2 show the block diagram of a device operating according to the inventive method for transmitting the sound signals P from one or more sound studios to the individual transmission stations S of a radio transmitter network.
  • the transmission takes place according to the well-known DS1 / DSR method.
  • Up to 16 DS1 encoders DCA 1 to DCA16 are provided on the source side, as well as a DSR multiplexer with subsequent 4-PSK modulator (SFP) with corresponding 16 inputs for connecting up to 16 DS1 encoders.
  • SFP 4-PSK modulator
  • n data-reduced audio signals M 1 to M n are transmitted per DS1 channel, so that each DS1 encoder is modified from the DS1 standard Tone signals DS1 / M are generated, which are composed of several n data-reduced tone signals and which are fed to the inputs of the DSR multiplexer SFP.
  • the analog or digital mono or stereo sound signals P are each supplied to a coder C 1 to C n, for example operating according to the MUSICAM method.
  • the originally, for example, 768 kbit / sP sound signals (16 bit, 48 kHz) are thereby reduced to, for example, 128, 96 or 64 kbit / s data.
  • These data-reduced audio signals M 1 to M n are then fed to one of the 16 DS1 coders DCA 1 to DCA 16, in which these data-reduced audio signals M 1 to M n are encoded according to the DS1 method.
  • the MUSICAM coding is preferably already carried out in the studio, the DS1 coding could also be carried out directly in the studio, but it is also possible to first transmit the signals M 1 to M n via digital lines to the satellite ground station and to transmit the DS1- Make coding there only.
  • the outputs of the DS1 encoders DCA1 to DCA16 carry the signals DS1 / M1 to DS1 / M16, which correspond to the original DS1 signals in terms of frame structure and additional information.
  • the 16 DS1 / M signals are intermingled and, together with frame synchronous words, a data stream is generated that is fed directly to the 4-PSK modulator.
  • the error concealment at the input of the DSR multiplexer in accordance with the DS1 standard is used by application according to the invention shut down.
  • the 4-PSK-modulated IF carrier is converted in a converter U 1 to the satellite transmission frequency position of, for example, 18 GHz and transmitted to the actual satellite SAT and from there, for example, again radiated at 12 GHz.
  • Fig. 2 shows the block diagram of a DAB transmitter station.
  • Each individual transmission station S of the transmission network to be supplied is assigned a conventional satellite receiving device E, in which the satellite signal received via the satellite antenna is converted into a frequency position suitable for the subsequent decoding after frequency conversion U2 (outdoor unit) and in a satellite converter DSRU.
  • the output signal of this converter DSRU is fed to a digital sound receiver, DSRE, and decoded there in several (m) decoders DEC1 to DECm.
  • DSRE digital sound receiver
  • DEC1 to DECm decoded there in several (m) decoders
  • up to 16 DS1 / M signals can be transmitted from up to 16 DS1 / M signals to be chosen.
  • These DS1 / M 'signals correspond to the original DS1 / M signals on the source side, but they have a different frame structure.
  • Each of these altogether m DS1 / M 'signals is converted via a demultiplexer DEMUX into the original MUSICAM signals M1 to Mn, which are then fed as digital audio signals to the modulator COFDM of the transmitting station S.
  • the programs desired for broadcasting can be selected and broadcast from a large number of the programs P offered by the source.
  • the actual DS1-DSR satellite transmission technology starting on the source side with the DS1 coders DCA 1 to DCA 16 via multiplexers, satellite transmitting stations, satellites, satellite receiving stations including demultiplexers, is of a known type, as described, for example, in "News von Rohde & Schwarz "Issue 114, page 14.
  • the DS1 coder used for example, are the coder DCA from Rohde & Schwarz, the multiplexer including 4-PSK modulator is, for example, an SFP device from Rohde & Schwarz, the satellite receiver is, for example a device combination of the digital audio converter DSRU and the digital audio receiver DSRE from Rohde & Schwarz.
  • the additionally used MUSICAM encoders C 1 to C n are constructed from commercially available chips, the transmission system according to the invention can therefore be produced very economically.
  • the difference compared to the known DSI / DSR transmission method is that only one left / right stereo signal is not transmitted per DS1 channel, which is coded according to the known 16/14 bit floating point arithmetic with a scale factor, but that several data-reduced sound signals M 1 to M n are transmitted via the net bit rate of 896 kbit / s of each individual DS1 signal, which are correspondingly data-reduced on the basis of psychoacoustic phenomena of the human ear.
  • the baseband coding for example MUSICAM
  • the table in FIG. 4 shows the number of program channels left / right and mono per DS1 channel and per DSR channel, a distinction being made between DSR and MUSICAM-protected and MUSICAM-protected channels.
  • the table shows, for example, MUSICAM 64 for baseband coding with 64Kbit / sec / mono. The calculated channels are based on an integer number of L / R stereo signals per DS1 channel.
  • Satellite receivers working according to the DSR process are now available in consumer technology and also in professional technology.
  • a demultiplexer / decoder is used as a chip component (eg SAA7500 from Philips Semiconductor).
  • SAA7500 from Philips Semiconductor
  • each receiving station E can be constructed very easily and inexpensively from commercially available components.
  • the Demultiplexer / decoder brings the DS1 / M 'data in bit-serial form to an output with uncorrected bit errors and to a second output with error correction according to the DSR standard. This data is tapped before the circuit function error concealment.
  • each individual transmitting station S is also of a known type.
  • the COFDM signals in the DAB single-frequency network must be both isochronous and word-synchronous (i.e., bit-synchronous). Isochronousness is given in that the DS1 coders are each synchronized by a clock signal CS1 of 1.024 MHz, so that all DS1 / M signals and the DSR signals are isochronous.
  • part of the DS1 data channel AI with the net bit rate of 24 Kbit / sec the so-called U / V channel for additional information for the transmission of a corresponding word synchronization signal, or part of a still free part in the so-called special service, is used Main frame B of the DSR signal frame (special information SI of the DSR frame with 32 Kbit / sec).
  • the word "synchronization signal" additionally transmitted in this way can then be used in each individual transmission station S for word synchronization of the programs broadcast.
  • each individual FM transmitting station FM1 to FMn has additional D / A according to the individual MUSICAM decoders D 1 to D n according to FIG. Converters, which generate the analog audio signals from the digital audio signals, which are separated again via the demultiplexer and decoded again according to the MUSICAM method, and are to be emitted via the transmitter.
  • the method according to FIG. 2 can also be used for DAB transmitters with only one digital program signal per transmitter.
  • This so-called “Compatible DAB” is also based on MUSICAM and represents an in-band solution with the use of a VHF-FM bandwidth.
  • RDS radio data systems
  • program-dependent data which are generated, for example, in the recording studio
  • RDS signals can also be transmitted to the RDS coder in the VHF-FM transmitter using the method according to the invention, the program-dependent RDS data A11 to Aln being addressed in the recording studio for each individual MUSICAM channel M1 to Mn and multiplexed into one separate information unit AI-MUX can be summarized and then transmitted in the additional information channel of the DS1 signal, which takes place in the DS1 encoder DCA 1 to DCA 16 in a known manner.
  • 1, 2 and 3 can of course also be used together if, for example, a DAB transmitter network and an FM transmitter network operated in parallel are to be supplied with programs at the same time.
  • not all DS1 channels of the transmission system have to be used for the purpose according to the invention for the composition of the DS1 / M signals from several additional data-reduced audio signals, it is quite possible to use a part of the 16 DS1 channels available in the usual way to feed pure, non-data-reduced digital DS1 audio signal and to use only the rest of these DS1 channels for the purpose according to the invention with different data rates.
  • the method according to the invention can also be used directly to expand the known digital radio system DSR (Extended DSR: EDSR).
  • DSR Extended DSR: EDSR
  • the known DSR transmission system can thus be expanded to a multiple of the programs previously offered.
  • FIG. 5 shows on the basis of a block diagram of a DSR satellite radio receiver FT990 from Philips how such a commercial consumer receiver can be easily supplemented for the direct reception of digital audio signals transmitted according to the invention.
  • This consumer receiver according to FIG. 5 ent speaks in principle of the device combination DSRU combined with a digital sound receiver DSRE from Rohde & Schwarz, as shown and described in FIG. 2.
  • the signal received via satellite antenna is converted to an intermediate frequency of 118MHz in a tuner with subsequent frequency converter and then fed into the 4-PSK demodulator.
  • the demodulated signal is fed to the DSR decoder SAA 7500.
  • the decoded signal is fed to a D / A converter via a digital filter, and the stereo sound signal received via satellite is then available for further processing at the output of an analog filter.
  • This commercial structure of a consumer receiver can be converted in a simple manner only by adding a demultiplexer DEMUX and a program selection logic M-select into a receiver which is suitable for the direct reception of digital audio signals transmitted according to the inventive method over a satellite link.
  • the outputs TFKN and DIE or DEC of the DSR decoder are connected to the demultiplexer DEMUX, the output TFKN supplies a clock signal with 160 bits / frame (31.25 us), the output DIE supplies the DS1 / M 'signal in 77 bits / blocks in DSR-corrected form, the output DEC carries the DS1 / M 'signal in 63 bit BCH blocks in DSR-corrected form.
  • the DS1 / M 'signals fed from the outputs DEC or DIE to the demultiplexer DEMUX are converted back into the original MUSICAM signals M 1 to M n , via the selection logic M-select assigned to the output of the demultiplexer, the MUSICAM desired by the user Signal selected, the selected MUSICAM signal is fed to the subsequent MUSICAM decoder, which in turn is, for example, a commercially available chip, for example from Philips Semiconductor, the decoded signal of this MUSICAM decoder is then sent to the input of the D / A converter via a selector switch fed.
  • the customer can select and listen to any MUSICAM signal that is fed in on the source side via the satellite link.
  • the selector switch it is possible to use the consumer receiver either in its original mode of operation, i.e. up to per DSR 16 stereo signals are transmitted, in the other switch position of this switch the MUSICAM-coded sound signals are evaluated, so that in each individual DS1 channel several sound signals can be transmitted and selected by the user.
  • the range of programs for a user can be expanded from 16 programs to date to e.g. 64 stereo programs when using MUSICAM with 96kBit / s / mono signal.
  • the MUSICAM decoder and the demultiplexer are simple, commercially available LSI chips, so that, for example, the range of programs can be expanded by a factor of 4 in a very economical manner.

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Abstract

To transmit the digital audio signals from audio studios to the individual transmitting stations of a broadcasting network, the data flow of the digital audio signals to be transmitted is first reduced in accordance with a method utilising the psycho-acoustical phenomena of the human ear, then several of these data-reduced digital audio signals are in each case coded in the baseband in accordance with the DS1 process and combined to form a DS1/M signal; finally, several of these DS1/M signals thus generated are transmitted in accordance with the DSR process by means of a broadband transmission system to the individual transmitting stations of the transmitter network.

Description

Bei den geplanten künftigen Systemen zur digitalen Hörfunkübertragung ist es erforderlich, eine Vielzahl von einzelnen Programmen von den einzelnen Tonstudios der Rundfunkanstalten zu den einzelnen Sendestationen dieser landesweit geplanten Hörfunk-Sendernetze zu übertragen. Beim sogenannten DAB-Netz (Digital-Audio-Broadcasting, beschrieben in "Digital Audio Broadcasting" ITU-COM'89 Genf, Oktober 1989 und in "Künftige Systeme der digitalen Hörfunkübertragung", Bayerischer Rundfunk, Nov. 1990) sind beispielsweise Gleichwellen-Sendernetze vorgesehen, bei denen jeder DAB-Sender im sogenannten COFDM-Signal (Coded Orthogonal Frequency Division and Multiplexing) mehrere digitale Tonsignale, z.B. 6 Stereosignale, takt-und wortsynchron, also bitsynchron, überträgt. Da ein Land aus mehreren einzelnen Rundfunk-Versorgungsgebieten bestehen kann, ergibt sich eine hohe Anzahl von Programmen, die dem DAB-Netz des Versorgungsgebietes bzw. Landes zuzuführen sind. Wenn beispielsweise vier Frequenzen für Gleichwellennetze vorgesehen sind und ein großes Land 10 Netze mit je sechs Programmen enthält, so ergibt dies bereits 60 Programme. Selbst bei Anwendung der bekannten und zwischenzeitlich technisch ausgereiften sogenannten DS1/DSR Satelliten-Übertragungstechnik für die Verteilung der Tonsignale der Tonstudios auf die einzelnen Sendestationen des Hörfunk-Sendernetzes wäre die Übertragung auf nur 16 Programme pro DSR-Kanal begrenzt, was für moderne landesweite Rundfunk-Sendernetze mit regionaler Versorgung nicht ausreichend wäre.With the planned future systems for digital radio transmission, it is necessary to transmit a large number of individual programs from the individual sound studios of the broadcasting stations to the individual transmission stations of these nationwide planned radio transmission networks. In the so-called DAB network (digital audio broadcasting, described in "Digital Audio Broadcasting" ITU-COM'89 Geneva, October 1989 and in "Future Systems of Digital Radio Transmission", Bayerischer Rundfunk, Nov. 1990) are, for example, single-wave transmitter networks provided, in which each DAB transmitter in the so-called COFDM signal (Coded Orthogonal Frequency Division and Multiplexing) several digital audio signals, e.g. 6 stereo signals, clock and word synchronous, i.e. bit synchronous, transmits. Since a country can consist of several individual broadcasting coverage areas, there is a high number of programs that have to be added to the DAB network of the coverage area or country. If, for example, four frequencies are provided for single-frequency networks and a large country contains 10 networks with six programs each, this already results in 60 programs. Even if the well-known and in the meantime technically sophisticated so-called DS1 / DSR satellite transmission technology is used for the distribution of the sound signals from the sound studios to the individual broadcasting stations of the radio broadcasting network, the transmission would be limited to only 16 programs per DSR channel, which for modern nationwide broadcasting Transmitter networks with regional coverage would not be sufficient.

Beim sogenannten DS1-Verfahren (Digital Sound 1 Mbit/s) werden zwei Tonsignale bzw. ein Stereosignal und Zusatzinformationen in einem seriellen Datenstrom übertragen. Zur Datenreduktion wird dabei ein Skalenfaktor eingeführt (Europäische Patentanmeldung 0 133 697 bzw. Aufsatz "Audio-Coder DCA für den digitalen Hörfunk" in "Neues von Rohde & Schwarz, Heft 114, Sommer 1986, Seiten 13 bis 16). 16 dieser mittels DS1-Coder erzeugten DS1-Tonsignale werden dann über einen Datenmultiplexer nach dem sogenannten DSR-Verfahren (Digital Satellite Radio) miteinander verkämmt und in einem 4-P-SK-Modulator beispielsweise einer Satelliten-Erdfunkstelle zugeführt ("Neues von Rohde & Schwarz",Heft 114, Seite 14). Der Satellitensender sendet beispielsweise auf 18 GHz zum Satelliten, dieser sendet auf 12 GHz zu den einzelnen Konsumer-Satelliteneempfängern. Aus dem 4PSK-demodulierten digitalen Datenstrom können über einen Demultiplexer/Decodierer aus den insgesamt bis zu 16 digitalen Tonsignalen die gewünschten Tonsignale wieder ausgewählt und nach Digital-Analog-Wandlung hörbar gemacht werden.In the so-called DS1 process (Digital Sound 1 Mbit / s), two sound signals or a stereo signal and additional information are transmitted in a serial data stream. A scale factor is introduced for data reduction (European patent application 0 133 697 or essay "Audio Coder DCA for digital radio" in "News from Rohde & Schwarz, Issue 114, Summer 1986, pages 13 to 16). 16 this by means of DS1 -Coder-generated DS1 sound signals are then intermeshed using a data multiplexer using the so-called DSR (Digital Satellite Radio) method and, for example, fed to a satellite earth station in a 4-P SK modulator ("News from Rohde & Schwarz", booklet 114, page 14.) The satellite transmitter transmits, for example, to the satellite at 18 GHz, which transmits to the individual consumer satellite receivers at 12 GHz. From the 4PSK-demodulated digital data stream, a total of 16 digital audio signals can be extracted from the 4PSK-demodulated / decoder desired sound signals are selected again and made audible after digital-analog conversion.

Zur Übertragung der digitalen Tonsignale von den Tonstudios zu den Sendestationen eines Hörfunk-Sendernetzes ist an sich schon vorgeschlagen worden, hier für die Satelliten-Übertragungstechnik anzuwenden (Rohde & Schwarz Studie "Programm and Data Lines to VHF-FM-Transmitters", Oktober 1990). Selbst bei Kombination der beim Satelliten-Hörfunk zwischenzeitlich üblichen obigen DS1-DSR-Übertragungstechnik mit einer solchen Satelliten-Übertragungstechnik könnten von den Tonstudios zu den einzelnen Sendern des Hörfunk-Sendernetzes ,wiederum maximal nur 16 Programme pro DSR-Kanal übertragen werden, was wie gesagt viel zu wenig ist.In order to transmit the digital sound signals from the sound studios to the broadcasting stations of a radio transmitter network, it has already been proposed per se to use it for satellite transmission technology (Rohde & Schwarz study "Program and Data Lines to VHF-FM Transmitters", October 1990) . Even if the above-mentioned DS1-DSR transmission technology, which is now common in satellite radio, is combined with such a satellite transmission technology, the recording studios could again only transmit a maximum of 16 programs per DSR channel to the individual transmitters of the radio transmitter network, as stated is far too little.

Es ist Aufgabe der Erfindung ein einfaches Verfahren und eine einfache Einrichtung zu schaffen, mit der auf ökonomischem Wege eine Vielzahl von hochwertigen Tonsignalen von den Tonstudios zu den einzelnen Senderstationen eines terrestrischen digitalen oder analogen Rundfunk-Sendernetzes übertragen werden können.It is an object of the invention to provide a simple method and a simple device with which a large number of high-quality sound signals can be transmitted economically from the sound studios to the individual transmitter stations of a terrestrial digital or analog radio transmitter network.

Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren laut Hauptanspruch. Vorteilhafte Weiterbildungen insbesondere für Einrichtungen zum Ausführen dieses Verfahrens und zwar zum Einsatz bei einem DAB-Sendernetz, bei einem üblichen terrestrischen VHF-FM-Sendernetz und auch bei einem erweiterten DSR-Verfahren ergeben sich ausden Unteransprüchen.This problem is solved by a method according to the main claim. Advantageous further developments, in particular for devices for carrying out this method, namely for use in a DAB transmitter network, in a conventional terrestrial VHF-FM transmitter network and also in an expanded DSR method, result from the subclaims.

Die Erfindung geht davon aus, daß zur Übertragung der Tonsignale von einem Tonstudio zu den einzelnen Sendestationen eines Rundfunk-Sendernetzes das an sich zur Versorgung von Konsumer-Rundfunkempfängern über einen Satellitensender bekannte DS1/DSR-Verfahren am besten geeignet ist, da die für die Ausführung dieses Verfahrens nötige Technik sehr ausgereift ist und sich seit langem bestens bewährt hat. Die für die Ausführung dieses Verfahrens erforderlichen DS1-Coder und DSR-Multiplexer/Modulatoren sind zwischenzeitlich handelsübliche Geräte, ebenso die auf der Empfangerseite nötigen DSR-Demodulatoren, Demultiplexer und Decoder. Mit einem solchen DS1/DSR-Verfahren können allerdings nur sechzehn einzelne Programme übertragen werden, da der bekannte DSR-Coder nur sechzehn DS1-Kanäle zur Verfügung hat. Da bei künftigen Rundfunk-Sendernetzen wesentlich mehr Programme gleichzeitig zu den einzelnen Sendestationen übertragen werden müssen, wird gemäß der Erfindung die Kombination mit diesem DS1/DSR-Verfahren eine zusätzliche Datenreduktion der zu übertragenden Tonsignale im Tonstudio durchgeführt und zwar unter Berücksichtigung der psychoakustischen Phänomene des menschlichen Ohres. Hierfür ist beispielsweise das sogenannte MUSICAM-Verfahren (Masking Universal Subband Integrated Coding And Multiplexing; beschrieben in "MUSICAM, An Universal Subband Coding System Description " von CCETT, IRT, Matsushita & Philips) geeignet. Nach diesem bekannten Verfahren kann eine Datenreduktion eines digitalen Tonsignales auf z.B. 128 bzw. 96 oder sogar 64 kbit/s pro Monosignal erreicht werden, so daß in einem DS1-Signal mehrere solche datenreduzierte Tonsignale übertragen werden können. Durch diese erfindungsgemäße Kombination wird also erreicht, daß ein Vielfaches der an sich nach dem DS1/DSR-Verfahren übertragbaren Digitalsignale übertragen werden können, das System also optimal ausgenutzt wird und außerdem auf sehr ökonomische Weise aus handelsüblichen Geräten aufgebaut werden kann.The invention is based on the fact that the DS1 / DSR method known per se for supplying consumer radio receivers via a satellite transmitter is best suited for the transmission of the sound signals from a sound studio to the individual transmitter stations of a radio transmitter network, since the one for execution The technology required for this process is very mature and has proven itself for a long time. The DS1 encoders and DSR multiplexers / modulators required to carry out this method are now commercially available devices, as are the DSR demodulators, demultiplexers and decoders required on the receiver side. With such a DS1 / DSR method, however, only sixteen individual programs can be transmitted, since the known DSR coder has only sixteen DS1 channels available. Since, in future radio transmitter networks, significantly more programs have to be transmitted to the individual transmitting stations at the same time, the combination with this DS1 / DSR method in accordance with the invention results in an additional data reduction of the sound signals to be transmitted in the recording studio, taking into account the psychoacoustic phenomena of humans Ear. For this purpose, for example, the so-called MUSICAM method (Masking Universal Subband Integrated Coding And Multiplexing; described in "MUSICAM, An Universal Subband Coding System Description" from CCETT, IRT, Matsushita & Philips). According to this known method, a data reduction of a digital audio signal to, for example, 128 or 96 or even 64 kbit / s per mono signal can be achieved, so that several such data-reduced audio signals can be transmitted in one DS1 signal. With this combination according to the invention it is achieved that a multiple of the digital signals which can be transmitted per se by the DS1 / DSR method can be transmitted, so that the system is optimally utilized and can also be constructed in a very economical manner from commercially available devices.

Ein erfindungsgemäßes Verfahren ist insbesondere gut geeignet für die Versorgung der einzelnen Senderstationen eines oben erwähnten künftigen DAB-Netzes, da je nach Grad der verwendeten Datenreduktion beispielsweise drei- bis siebenmal soviel Programme übertragen werden können als nach der DS1/DSR-Übertragungstechnik, die ja auf ein Stereoprogramm (oder zwei Monoprogramme) je DS1-Kanal und aufnur 16 Stereoprogramme pro DSR-Kanal beschränktist.A method according to the invention is particularly well suited for the supply of the individual transmitter stations of a future DAB network mentioned above, since depending on the degree of data reduction used, for example, three to seven times as many programs can be transmitted than according to the DS1 / DSR transmission technology, which yes one stereo program (or two monoprograms) per DS1 channel and limited to 16 stereo programs per DSR channel.

In gleicher Weise ist das erfindungsgemäße Verfahren auch zur Versorgung eines üblichen terrestrischen VHF-FM-Sendernetzes oder eines sogenannten kompatiblen DAB-Netzes geeignet, bei welchem pro Sender nur ein einziges digitales Programmsignal in dem Frequenzband wie für einen VHF-FM-Sender abgestrahlt wird.In the same way, the method according to the invention is also suitable for supplying a conventional terrestrial VHF-FM transmitter network or a so-called compatible DAB network, in which only a single digital program signal is emitted in the frequency band per transmitter as for a VHF-FM transmitter.

Als Breitband-Übertragungssystem wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren vorzugsweise ein übliches Satelliten-Übertragungssystem benutzt, in gleicher Weise kann jedoch die Übertragung auch über ein Breitband-Kabelnetz erfolgen, wie es beispielsweise von der Schweizerischen Post für die digitale Hörfunk-Versorgung benutzt wird (Bericht Nr. VD14.1049 U vom 24.1.91 der Generaldirektion PTT). In gleicher Weise könnte die Übertragung der DSR-Signale über ein Glasfaser-Verteilerkabelnetz oder auch über Richtfunkstrecken erfolgen.A conventional satellite transmission system is preferably used as the broadband transmission system in the method according to the invention, but in the same way the transmission can also take place via a broadband cable network, such as is used by Swiss Post for digital radio broadcasting (report no VD14.1049 U of 24.1.91 of the Directorate General PTT). In the same way, the transmission of the DSR signals could take place via a fiber optic distribution cable network or also via radio links.

Die Erfindung wird im folgenden anhand schematischer Zeichnungen an Ausführungsbeispielen naher erläutert.

  • Fig. 1 zeigt das Blockschaltbild der Quellenseite eines Satelliten-Übertragungssystems, bei dem das erfindungsgemäße Verfahren angewendet wird.
  • Fig. 2 zeigt den zugehörigen Empfangsteil des Satelliten-Übertragungssystems an einer Sendestation eines DAB-Sendernetzes.
  • Fig. 3 zeigt die Abwandlung der Einrichtung nach Fig.2 für die Versorgung eines VHF-FM-Sendernetzes.
  • Fig. 4 zeigt tabellarisch die Vielzahl von Programmen, die je DSR-Kanal nach dem erfindungsgemäßen Verfahren übertragen werden können.
  • Fig. 5 zeigt anhand eines Blockschaltbildes wie ein üblicher DSR-Konsumer-Empfänger zum unmittelbaren Empfang von nach dem erfindungsgemäßen Verfahren übertragenen Tonsignalen abgewandelt werden kann.
The invention is explained below with reference to schematic drawings of exemplary embodiments.
  • 1 shows the block diagram of the source side of a satellite transmission system in which the method according to the invention is applied.
  • Fig. 2 shows the associated receiving part of the satellite transmission system at a transmitting station of a DAB transmitter network.
  • Fig. 3 shows the modification of the device of Figure 2 for the supply of a VHF-FM transmitter network.
  • 4 shows in table form the large number of programs that can be transmitted per DSR channel using the method according to the invention.
  • 5 shows on the basis of a block diagram how a conventional DSR consumer receiver can be modified for the direct reception of sound signals transmitted according to the inventive method.

Fig. 1 und 2 zeigen das Blockschaltbild einer nach dem erfindungsgemäßen Verfahren arbeitenden Einrichtung zum Übertragen der Tonsignale P von einem oder mehreren Tonstudios zu den einzelnen Sendestationen S eines Rundfunk-Sendernetzes. Die Übertragung erfolgt nach dem bekannten DS1/DSR-Verfahren. Auf der Quellenseite sind dazu bis zu 16 DS1-Coder DCA 1 bis DCA16 vorgesehen, außerdem ein DSR-Multiplexer mit nachfolgendem 4-PSK-Modulator (SFP) mit entsprechend 16 Eingängen zum Anschluß von bis zu 16 DS1-Codern. Abweichend von der DS1-Norm wird pro DS1-Kanal nicht nur ein einziges Tonsignal übertragen, sondern gemäß der Erfindung werden pro DS1-Kanal n datenreduzierte Tonsignale M1 bis Mn übertragen, es werden je DS1-Coder also von der DS1-Norm abgewandelte Tonsignale DS1/M erzeugt, die sich aus mehreren n datenreduzierten Tonsignalen zusammensetzen und die den Eingängen des DSR-Multiplexers SFP zugeführt werden.1 and 2 show the block diagram of a device operating according to the inventive method for transmitting the sound signals P from one or more sound studios to the individual transmission stations S of a radio transmitter network. The transmission takes place according to the well-known DS1 / DSR method. Up to 16 DS1 encoders DCA 1 to DCA16 are provided on the source side, as well as a DSR multiplexer with subsequent 4-PSK modulator (SFP) with corresponding 16 inputs for connecting up to 16 DS1 encoders. Notwithstanding the DS1 standard, not only a single audio signal is transmitted per DS1 channel, but according to the invention, n data-reduced audio signals M 1 to M n are transmitted per DS1 channel, so that each DS1 encoder is modified from the DS1 standard Tone signals DS1 / M are generated, which are composed of several n data-reduced tone signals and which are fed to the inputs of the DSR multiplexer SFP.

Im Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 werden in den Tonstudios die analogen oder digitalen Mono-oder Stereo-Tonsignale P jeweils einem beispielsweise nach dem MUSICAM-Verfahren arbeitenden Coder C1 bis Cn zugeführt. Die ursprünglich beispielsweise 768kbit/s-P-Tonsignale (16bit, 48kHz) werden dadurch auf beispielsweise 128, 96 oder 64 kbit/s datenreduziert. Diese datenreduzierten Tonsignale M1 bis Mn werden dann einem der 16 DS1-Coder DCA 1 bis DCA 16 zugeführt, in welchem diese datenreduzierten Tonsignale M1 bis Mn nach dem DS1-Verfahren codiert werden. In einem praktischen Ausführungsbeispiel sind beispielsweise 4 MUSICAM-Coder C1 bis C4 für je ein Stereosignal (n = 4) vorgesehen. Damit werden pro DS1-Coder insgesamt vier datenreduzierte Tonsignale M1 bis M4 übertragen. Die MUSICAM-Codierung erfolgt vorzugsweise bereits im Studio, auch die DS1-Codierung könnte unmittelbar im Studio durchgeführt werden, es ist aber auch möglich, die Signale M1 bis Mn über digitale Leitungen zunächst zu der Satelliten-Bodenstation zu übertragen und die DS1-Codierung erst dort vorzunehmen. Die Ausgänge der DS1 Coder DCA1 bis DCA16 führen die Signale DS1/M1 bis DS1/M16, die in Bezug auf Rahmenstruktur und Zusatzinformationen dem ursprünglichen DS1-Signalen entsprechen. Im Datenmultiplexer, SFP, werden die 16 DS1/M-Signale miteinander verkämmt und zusammen mit Rahmensynchronworten ein Datenstrom erzeugt, der unmittelbar dem 4-PSK-Modulator zugeführt wird. Die Fehlerverschleierung am Eingang des DSR-Multiplexers gemäß der DS1-Norm wird bei der erfindungsgemäßen Anwendung stillgelegt. Der 4-PSK-modulierte ZF-Träger wird in einem Umsetzer U1 in die Satelliten-Sendefrequenzlage von beispielsweise 18 GHz umgesetzt und zum eigentlichen Satelliten SAT übertragen und von dortbeispielsweise mit 12 GHz wieder abgestrahlt.In the exemplary embodiment according to FIG. 1, the analog or digital mono or stereo sound signals P are each supplied to a coder C 1 to C n, for example operating according to the MUSICAM method. The originally, for example, 768 kbit / sP sound signals (16 bit, 48 kHz) are thereby reduced to, for example, 128, 96 or 64 kbit / s data. These data-reduced audio signals M 1 to M n are then fed to one of the 16 DS1 coders DCA 1 to DCA 16, in which these data-reduced audio signals M 1 to M n are encoded according to the DS1 method. In a practical exemplary embodiment, 4 MUSICAM coders C1 to C4 are provided for each stereo signal (n = 4). This means that a total of four data-reduced audio signals M 1 to M 4 are transmitted per DS1 encoder. The MUSICAM coding is preferably already carried out in the studio, the DS1 coding could also be carried out directly in the studio, but it is also possible to first transmit the signals M 1 to M n via digital lines to the satellite ground station and to transmit the DS1- Make coding there only. The outputs of the DS1 encoders DCA1 to DCA16 carry the signals DS1 / M1 to DS1 / M16, which correspond to the original DS1 signals in terms of frame structure and additional information. In the data multiplexer, SFP, the 16 DS1 / M signals are intermingled and, together with frame synchronous words, a data stream is generated that is fed directly to the 4-PSK modulator. The error concealment at the input of the DSR multiplexer in accordance with the DS1 standard is used by application according to the invention shut down. The 4-PSK-modulated IF carrier is converted in a converter U 1 to the satellite transmission frequency position of, for example, 18 GHz and transmitted to the actual satellite SAT and from there, for example, again radiated at 12 GHz.

Fig. 2 zeigt das Blockschaltbild einer DAB-Sendestation.Fig. 2 shows the block diagram of a DAB transmitter station.

Jeder einzelnen Sendestation S des zu versorgenden Sendenetzes ist eine übliche Satellitenempfangseinrichtung E zugeordnet, in welcher das über die Satellitenantenne empfangene Satellitensignal nach Frequenzumsetzung U2 (outdoor unit) und in einem Satellitenumsetzer DSRU in eine für die nachfolgende Decodierung geeignete Frequenzlage umgesetzt wird. Das Ausgangssignal dieses Umsetzers DSRU wird einem Digitalton-Empfänger, DSRE, zugeführt und dort in mehreren (m) Decodierern DEC1 bis DECm decodiert.Aus den insgesamt bis zu 16 übertragenen DS1/M-Signalen kännen beispielsweise bis zu m DS1/M'-Signale ausgewählt werden. Diese DS1/M'-Signale entsprechen den ursprünglichen DS1/M-Signalen der Quellenseite, sie besitzen jedoch eine andere Rahmenstruktur. Jedes einzelne dieser insgesamt m DS1/M'-Signale wird über einen Demultiplexer DEMUX in die ursprünglichen MUSICAM-Signale M1 bis Mn überführt, die dann als digitale Tonsignale dem Modulator COFDM der Sendestation S zugeführt werden. Über den Sender der Sendestation S können damit aus einer Vielzahl der insgesamt von der Quellenseite angebotenen Programme P die für die Ausstrahlung gewünschten Programme ausgewählt und abgestrahlt werden.Each individual transmission station S of the transmission network to be supplied is assigned a conventional satellite receiving device E, in which the satellite signal received via the satellite antenna is converted into a frequency position suitable for the subsequent decoding after frequency conversion U2 (outdoor unit) and in a satellite converter DSRU. The output signal of this converter DSRU is fed to a digital sound receiver, DSRE, and decoded there in several (m) decoders DEC1 to DECm. For example, up to 16 DS1 / M signals can be transmitted from up to 16 DS1 / M signals to be chosen. These DS1 / M 'signals correspond to the original DS1 / M signals on the source side, but they have a different frame structure. Each of these altogether m DS1 / M 'signals is converted via a demultiplexer DEMUX into the original MUSICAM signals M1 to Mn, which are then fed as digital audio signals to the modulator COFDM of the transmitting station S. Via the transmitter of the transmitting station S, the programs desired for broadcasting can be selected and broadcast from a large number of the programs P offered by the source.

Die eigentliche DS1-DSR-Satelliten-Übertragungstechnik beginnend auf der Quellenseite bei den DS1-Codern DCA 1 bis DCA 16 über Multiplexer, Satelliten-Sendestation, Satellit, Satelliten-Empfangsstation einschließlich Demultiplexer ist von bekannter Bauart, wie sie beispielsweise beschrieben ist in "Neues von Rohde & Schwarz" Heft 114, Seite 14. Als DS1-Coder werden beispielsweise die Coder DCA der Firma Rohde & Schwarz benutzt, der Multiplexer einschließlich 4-PSK-Modulator ist beispielsweise ein Gerät SFP der Firma Rohde & Schwarz, der Satellitenempfänger ist beispielsweise eine Gerätekombination aus dem Digitalton-Umsetzer DSRU und dem Digitalton-Empfänger DSRE der Firma Rohde & Schwarz. Die zusätzlich noch verwendeten MUSICAM-Coder C1 bis Cn sind aus handelsüblichen Chips aufgebaut, das erfindungsgemäße Übertragungssystem ist daher sehr ökonomisch herstellbar. Der Unterschied gegenüber dem bekannten DSI/DSR-Übertragungsverfahren besteht darin, daß pro DS1-Kanal nicht wie bisher nur ein einziges Links/Rechts-Stereosignal übertragen wird, das nach der bekannten 16/14-bit-Gleitkom- maarithmetik mit Skalenfaktor codiert wird, sondern daß über die Nettobitrate von 896 kbit/s jedes einzelnen DS1-Signals mehrere datenreduzierte Tonsignale M1 bis Mn übertragen werden, die auf der Basis psychoakustischer Phänomene des menschlichen Ohres entsprechend datenreduziert sind. Die Skalenfaktortechnik im DS1 und damit verbundener Bit-Verschiebetechnik kann beibehalten werden, da der Skalenfaktor durch 21 malige Wiederholung pro Block mit 64 Abtastwerten sicher übertragen wird, sie kann aber auch durch einfache Festlegung des Skalenfaktors auf z.B. SKF = LO-GISH 100 stillgelegt werden. Dann werden die 14 bit ohne Verschiebetechnik übertragen. Da die DS1-Schnittstelle intern auf zweimal 16 bit/par. mit 32 kHz Abtastrate aufgebaut ist, wobei zweimal 14 bit als Nettobitrate zur Übertragung zur Verfügung stehen, steht im DS1-Coder an parallelen Eingängen jeweils die volle Nettokapazität des DS1-Signals zur Übertragung zur Verfügung. Die Nettobitrate läßt sich sehr einfach auf das Vielfache der Taktrate 32 kHz adaptieren. Die Taktraten entsprechen dann z.B. direkt den Bitraten von Audio-Basisband-Codierungen mit Datenreduktion nach MUSICAM.The actual DS1-DSR satellite transmission technology, starting on the source side with the DS1 coders DCA 1 to DCA 16 via multiplexers, satellite transmitting stations, satellites, satellite receiving stations including demultiplexers, is of a known type, as described, for example, in "News von Rohde & Schwarz "Issue 114, page 14. The DS1 coder used, for example, are the coder DCA from Rohde & Schwarz, the multiplexer including 4-PSK modulator is, for example, an SFP device from Rohde & Schwarz, the satellite receiver is, for example a device combination of the digital audio converter DSRU and the digital audio receiver DSRE from Rohde & Schwarz. The additionally used MUSICAM encoders C 1 to C n are constructed from commercially available chips, the transmission system according to the invention can therefore be produced very economically. The difference compared to the known DSI / DSR transmission method is that only one left / right stereo signal is not transmitted per DS1 channel, which is coded according to the known 16/14 bit floating point arithmetic with a scale factor, but that several data-reduced sound signals M 1 to M n are transmitted via the net bit rate of 896 kbit / s of each individual DS1 signal, which are correspondingly data-reduced on the basis of psychoacoustic phenomena of the human ear. The scale factor technology in the DS1 and the associated bit shifting technology can be retained, since the scale factor is reliably transmitted by repeating it 21 times per block with 64 samples, but it can also be deactivated by simply setting the scale factor to e.g. SKF = LO-GISH 100. Then the 14 bits are transferred without shifting technology. Since the DS1 interface internally on two 16 bit / par. with a sampling rate of 32 kHz, whereby two 14-bit net bit rates are available for transmission, the full net capacity of the DS1 signal is available for transmission in the DS1 coder at parallel inputs. The net bit rate can be easily adapted to a multiple of the 32 kHz clock rate. The clock rates then correspond, for example, directly to the bit rates of audio baseband encodings with data reduction according to MUSICAM.

Die Blockcodierung im DSR-Kanal mit einem 63/44 BCH-Code macht einen Unterschied in geschützte und ungeschützte Bitübertragung. Geschützt heißt, daß 2 Bitfehler pro BCH-Block korrigiert werden können.Damit stehen im DSR-Kanal pro DS1 zur Verfügung:

  • 2x11 bit/32kHz DSR-geschützt
  • 2x3 bit/32kHz DSR-ungeschützt.
Block coding in the DSR channel with a 63/44 BCH code makes a difference in protected and unprotected bit transmission. Protected means that 2 bit errors per BCH block can be corrected, so that the following are available in the DSR channel per DS1:
  • 2x11 bit / 32kHz DSR protected
  • 2x3 bit / 32kHz DSR-unprotected.

Diese Unterscheidung kann dadurch aufgehoben werden, daß am Eingang des DS1-Coders eine Verwürfelung vorgenommen wird. Außerdem weist die Basisbandcodierung z.B. MUSICAM einen eigenen Fehlerschutz auf. Z.B. ist bei einer Bit-Error-Rate BER <10-3 die subjektive Qualität bei MUSICAM vernachlässigbar beeinträchtigt. Da diese BER-Bedingung bei DSR zutrifft, können auch von daher die ungeschützten 3 Bits pro 14 bit benutzt werden. In der Tabelle in Fig. 4 sind die Anzahl der Programmkanäle Links/Rechts und Mono pro DS1-Kanal und pro DSR-Kanalangegeben, wobei in DSR-und MUSICAM-geschützte sowie MUSICAM-geschützte Kanäle unterschieden wird. In der Tabelle sind z.B. MUSICAM 64 für Basisbandcodierung mit 64Kbit/sec/Mono angegeben. Die errechneten Kanäle basieren auf einer ganzzahligen Zahl von L/R-Stereosignalen pro DS1-Kanal.This distinction can be eliminated by scrambling at the input of the DS1 encoder. In addition, the baseband coding, for example MUSICAM, has its own error protection. For example, bit error rate BER <10 -3 negligible affect the subjective quality at a MUSICAM. Since this BER condition applies to DSR, the unprotected 3 bits per 14 bit can also be used. The table in FIG. 4 shows the number of program channels left / right and mono per DS1 channel and per DSR channel, a distinction being made between DSR and MUSICAM-protected and MUSICAM-protected channels. The table shows, for example, MUSICAM 64 for baseband coding with 64Kbit / sec / mono. The calculated channels are based on an integer number of L / R stereo signals per DS1 channel.

Nach dem DSR-Verfahren arbeitende Satellitenempfänger gibt es zwischenzeitlich in Consumer-Technik und auch in professioneller Technik. In beiden wird ein Demultiplexer/Decoder als Chip-Bauteil (z.B. SAA7500 von Philips Semiconductor) eingesetzt. Auf diese Weise kann jede Empfangsstation E sehr einfach und preiswert aus handelsüblichen Bauteilen aufgebaut werden. Der Demultiplexer/Decoder bringt die DS1/M'-Daten in bit-serieller Form an einen Ausgang mit nicht korrigierten Bitfehlern und an einen zweiten Ausgang mit Fehlerkorrektur nach der DSR-Norm. Diese Daten sind vor der Schaltungsfunktion Fehlerverwischung (Concealment) abgegriffen. Die DS1/M'-Daten werden nach entsprechendem Demultiplexing auf die z.B. MUSICAM-Signale M1 bis Mn dem COFDM-Modulator des Senders zugeführt, der nach dem bekannten DAB-Sendernetzprinzip eine breitbandige Übertragung der Programme erlaubt, wie es in der eingangs erwähnten Druckschrift "Künftige Systeme der digitalen Hörfunkübertragung" des Bayerischen Rundfunks näher beschrieben ist. Auch dieser Teil jeder einzelnen Sendestation S ist von bekannter Bauart.Satellite receivers working according to the DSR process are now available in consumer technology and also in professional technology. In both a demultiplexer / decoder is used as a chip component (eg SAA7500 from Philips Semiconductor). In this way, each receiving station E can be constructed very easily and inexpensively from commercially available components. The Demultiplexer / decoder brings the DS1 / M 'data in bit-serial form to an output with uncorrected bit errors and to a second output with error correction according to the DSR standard. This data is tapped before the circuit function error concealment. After corresponding demultiplexing onto, for example, MUSICAM signals M 1 to M n, the DS1 / M 'data are fed to the transmitter's COFDM modulator, which allows broadband transmission of the programs according to the known DAB transmitter network principle, as mentioned in the introduction Document "Future systems of digital radio transmission" of the Bavarian Radio is described in more detail. This part of each individual transmitting station S is also of a known type.

Die COFDM-Signale im DAB-Gleichwellennetz müssen sowohl taktsynchron als auch wortsynchron (d. h. bitsynchron) sein. Taktsynchronität ist dadurch gegeben, daß die DS1-Coder jeweils durch ein Taktsignal CS1 von 1,024 MHz synchronisiert sind, so daß alle DS1/M-Signale und die DSR-Signale taktsynchron sind. Um die zusätzlich geforderte Wortsynchronität zu erreichen wird ein Teil des DS1-Datenkanals AI mit der Nettobitrate von 24 Kbit/sec, der sogenannte U/V-Kanal für Zusatzinformationen für die Übertragung eines entsprechenden Wortsynchronisiersignals benutzt oder ein Teil eines noch freien Teils im sogenannten Sonderdienst-Hauptrahmen B des DSR-Signalrahmens (Sonderinformationen SI des DSR-Rahmens mit 32 Kbit/sec). Das auf diese Weise zusätzlich übertragene Wort "Synchronisationssignal" kann dann in jeder einzelnen Sendestation S zur Wortsynchronisation der ausgestrahlten Programme benutzt werden.The COFDM signals in the DAB single-frequency network must be both isochronous and word-synchronous (i.e., bit-synchronous). Isochronousness is given in that the DS1 coders are each synchronized by a clock signal CS1 of 1.024 MHz, so that all DS1 / M signals and the DSR signals are isochronous. To achieve the additionally required word synchronism, part of the DS1 data channel AI with the net bit rate of 24 Kbit / sec, the so-called U / V channel for additional information for the transmission of a corresponding word synchronization signal, or part of a still free part in the so-called special service, is used Main frame B of the DSR signal frame (special information SI of the DSR frame with 32 Kbit / sec). The word "synchronization signal" additionally transmitted in this way can then be used in each individual transmission station S for word synchronization of the programs broadcast.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist in gleicher Weise nach Fig. 3 geeignet zur Übertragung der Tonsignale von einem Studio zu den einzelnen Sendestationen eines VHF-FM-Sendernetzes. Der quellenseitige Teil der Satelliten-Übertragungsstrekke ist dabei wieder gemäß Fig. 1 aufgebaut, der Empfangsteil der Satellitenübertragungsstrecke jeder einzelnen FM-Sendestation FM1 bis FMn besitzt nach den einzelnen MUSICAM-Decodern D1 bis Dn gemäß Fig. 3 jeweils zusätzliche D/A-Wandler, die aus den über den Demultiplexer wieder getrennten und nach dem MUSICAM-Verfahren auch wieder decodierten, digitalen Tonsignalen die analogen Tonsignale erzeugen, die überden Sender abgestrahlt werden sollen.3 is suitable for transmitting the sound signals from a studio to the individual transmitting stations of a VHF-FM transmitter network. 1, the receiving part of the satellite transmission path of each individual FM transmitting station FM1 to FMn has additional D / A according to the individual MUSICAM decoders D 1 to D n according to FIG. Converters, which generate the analog audio signals from the digital audio signals, which are separated again via the demultiplexer and decoded again according to the MUSICAM method, and are to be emitted via the transmitter.

Entspechend der Programmzuführung zu VHF-FM-Sendern kann das Verfahren nach Fig. 2 auch für DAB-Sender mit nur einem digitalen Programmsignal pro Sender eingesetzt werden. Dieses sog. "Kompatible DAB" basiertauch auf MUSICAM und stellt eine In-Band-Lösung dar mit der Nutzung einer VHF-FM-Bandbreite.Corresponding to the program feed to VHF-FM transmitters, the method according to FIG. 2 can also be used for DAB transmitters with only one digital program signal per transmitter. This so-called "Compatible DAB" is also based on MUSICAM and represents an in-band solution with the use of a VHF-FM bandwidth.

Bei VHF-FM-Sendersystemen sind sogenannte Radio-Daten-Systeme (RDS) üblich, mit denen programmabhängige Daten, die beispielsweise im Tonstudio erzeugt werden, zum Benutzer mit übertragen werden. Auch diese RDS-Signale können nach dem erfindungsgemäßen Verfahren zum RDS-Coder im VHF-FM-Sender übertragen werden, wobei die programmabhängigen RDS-Daten A11 bis Aln im Tonstudio für jeden einzelnen MUSICAM-Kanal M1 bis Mn entsprechend adressiert und durch Multiplexing zu einer gesonderten Informationseinheit AI-MUX zusammengefaßt werden und dann in dem Zusatzinformationskanal des DS1-Signals übertragen werden, was im DS1-Coder DCA 1 bis DCA 16 in bekannter Weise erfolgt. Diese Zusatzdaten werden dann im DSR-Empfänger DSRE in der Sendestation S als gesonderte Daten ausgelesen und nach Demultiplexing DEMUX dem RDS-Coder RDS-C1 bis RDS-Cn der FM-Sender zugeführt, wie dies Fig. 3 zeigt.In VHF-FM transmitter systems, so-called radio data systems (RDS) are customary, with which program-dependent data, which are generated, for example, in the recording studio, are also transmitted to the user. These RDS signals can also be transmitted to the RDS coder in the VHF-FM transmitter using the method according to the invention, the program-dependent RDS data A11 to Aln being addressed in the recording studio for each individual MUSICAM channel M1 to Mn and multiplexed into one separate information unit AI-MUX can be summarized and then transmitted in the additional information channel of the DS1 signal, which takes place in the DS1 encoder DCA 1 to DCA 16 in a known manner. These additional data are then read out as separate data in the DSR receiver DSRE in the transmitting station S and, after demultiplexing DEMUX, are fed to the RDS coder RDS-C1 to RDS-Cn of the FM transmitter, as shown in FIG. 3.

Die Übertragungstechnik nach Fig. 1, 2 und 3 kann natürlich auch gemeinsam angewendet werden, wenn beispielsweise gleichzeitig ein DAB-Sendernetz und ein parallel dazu betriebenes FM-Sendernetz mit Programmen versorgt werden soll. Außerdem müssen nicht sämtliche DS1-Kanäle des Übertragungssystems für den erfindungsgemäßen Zweck für die Zusammensetzung der DS1/M-Signale aus mehreren zusätzlichen datenreduzierten Tonsignalen benutzt werden, es ist durchaus möglich, einen Teil der zur Verfügung stehenden 16 DS1-Kanäle in üblicher Weise mit einem reinen nicht datenreduzierten digitalen DS1-Tonsignal zu speisen und nur den Rest dieser DS1-Kanale für den erfindungsgemäßen Zweck auch mit unterschiedlichen Datenraten auszunützen.1, 2 and 3 can of course also be used together if, for example, a DAB transmitter network and an FM transmitter network operated in parallel are to be supplied with programs at the same time. In addition, not all DS1 channels of the transmission system have to be used for the purpose according to the invention for the composition of the DS1 / M signals from several additional data-reduced audio signals, it is quite possible to use a part of the 16 DS1 channels available in the usual way to feed pure, non-data-reduced digital DS1 audio signal and to use only the rest of these DS1 channels for the purpose according to the invention with different data rates.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann auch unmittelbar zur Erweiterung des bekannten digitalen Hörfunksystems DSR benutzt werden (Extended DSR: EDSR). Dazu ist es nur erforderlich den für den DSR-Satelliten-Hörfunkempfang vorgesehenen Consumer-Empfänger mit einem entsprechenden MUSICAM-Decoder-Chip mit einer entsprechenden Auswahllogik auszustatten, der Benutzer eines solchen Empfängers kann dann unmittelbar aus den nach dem erfindungsgemäßen Verfahren übertragenden digitalen Tonsignalen die von ihm gewünschten datenreduzierten Tonsignale auswählen und abhören. Damit kann das bekannte DSR-Übertragungssystem auf ein Vielfaches der bisher angebotenen Programme erweitert werden.The method according to the invention can also be used directly to expand the known digital radio system DSR (Extended DSR: EDSR). For this purpose, it is only necessary to equip the consumer receiver provided for DSR satellite radio reception with a corresponding MUSICAM decoder chip with a corresponding selection logic; the user of such a receiver can then directly from the digital audio signals transmitted by the method according to the invention Select the desired data-reduced audio signals and listen to them. The known DSR transmission system can thus be expanded to a multiple of the programs previously offered.

Fig. 5 zeigt anhand eines Blockschaltbildes eines DSR-Satelliten-Hörfunkempfängers FT990 der Firma Philips, wie ein solcher handelsüblicher Konsumer-Empfänger auf einfache Weise für den unmittelbaren Empfang von gemäß der Erfindung übertragenen digitalen Tonsignalen ergänzt werden kann. Dieser Konsumer-Empfänger nach Fig. 5 entspricht im Prinzip der Gerätekombination DSRU kombiniert mit einem Digitaltonempfänger DSRE der Firma Rohde & Schwarz, wie er in Fig. 2 dargestellt und beschrieben ist. Das über Satellitenantenne empfangene Signal wird in einem Tuner mit anschließendem Frequenzumsetzer auf eine Zwischenfrequenz von 118MHz umgesetzt und dann in den 4-PSK-Demodulator eingespeist. Das demodulierte Signal wird dem DSR-Decoder SAA 7500 zugeführt. Das decodierte Signal wird über ein Digitalfilter einem D/A-Wandler zugeführt und am Ausgang eines Analogfilters steht dann das über Satelliten empfangene Stereotonsignal zur weiteren Verarbeitung zur Verfügung.5 shows on the basis of a block diagram of a DSR satellite radio receiver FT990 from Philips how such a commercial consumer receiver can be easily supplemented for the direct reception of digital audio signals transmitted according to the invention. This consumer receiver according to FIG. 5 ent speaks in principle of the device combination DSRU combined with a digital sound receiver DSRE from Rohde & Schwarz, as shown and described in FIG. 2. The signal received via satellite antenna is converted to an intermediate frequency of 118MHz in a tuner with subsequent frequency converter and then fed into the 4-PSK demodulator. The demodulated signal is fed to the DSR decoder SAA 7500. The decoded signal is fed to a D / A converter via a digital filter, and the stereo sound signal received via satellite is then available for further processing at the output of an analog filter.

Dieser handelsübliche Aufbau eines Konsumer-Empfängers kann auf einfache Weise nur durch Hinzufügung eines Demultiplexers DEMUX und einer Programmauswahllogik M-select in einen Empfänger umgewandelt werden, der für den unmittelbaren Empfang von nach dem erfindungsgemäßen Verfahren über eine Satellitenstrecke übertragenen digitalen Tonsignal geeignet ist. Die Ausgänge TFKN und DIE oder DEC des DSR-Decoders werden mit dem Demultiplexer DEMUX verbunden, der Ausgang TFKN liefert ein Taktsignal mit 160Bit/Rahmen (31,25 us), der Ausgang DIE liefert das DS1/M'-Signal in 77Bit/Blöcken in DSR-unkorrigierter Form, der Ausgang DEC führt das DS1/M'-Signal in 63 Bit-BCH-Blöcken in DSR-korrigierter Form. Die von den Ausgängen DEC oder DIE dem Demultiplexer DEMUX zugeführten DS1/M'-Signale werden wieder in die ursprünglichen MUSICAM-Signale M1 bis Mn umgesetzt, über die dem Ausgang des Demultiplexers zugeordnete Auswahllogik M-select wird das vom Benutzer gewünschte MUSICAM-Signal ausgewählt, das ausgewählte MUSICAM-Signal wird dem nachfolgenden MUSICAM-Decoder zugeführt, der wiederum z.B. ein handelsüberlicher Chip, beispielsweise der Firma Philips Semiconductor ist, das decodierte Signal dieses MUSICAM-Decoders wird dann über einen Wahlschalter dem Eingang des D/A-Wandlers zugeführt. Auf diese Weise kann vom Kunden jedes beliebige MUSICAM-Signal, das quellenseitig über die Satellitenstrecke eingespeist wird, ausgewählt und abgehört werden, mit dem Wahlschalter ist es möglich, den Konsumer-Empfänger entweder in seiner ursprünglichen Betriebsweise zu benutzen, d.h. pro DSR können bis zu 16 Stereosignale übertragen werden, in der anderen Schaltstellung dieses Umschalters die MUSICAM-codierten Tonsignale ausgewertet werden, wobei also in jedem einzelnen DS1-Kanal mehrere Tonsignale übertragen und vom Benutzer ausgewählt werden können.This commercial structure of a consumer receiver can be converted in a simple manner only by adding a demultiplexer DEMUX and a program selection logic M-select into a receiver which is suitable for the direct reception of digital audio signals transmitted according to the inventive method over a satellite link. The outputs TFKN and DIE or DEC of the DSR decoder are connected to the demultiplexer DEMUX, the output TFKN supplies a clock signal with 160 bits / frame (31.25 us), the output DIE supplies the DS1 / M 'signal in 77 bits / blocks in DSR-corrected form, the output DEC carries the DS1 / M 'signal in 63 bit BCH blocks in DSR-corrected form. The DS1 / M 'signals fed from the outputs DEC or DIE to the demultiplexer DEMUX are converted back into the original MUSICAM signals M 1 to M n , via the selection logic M-select assigned to the output of the demultiplexer, the MUSICAM desired by the user Signal selected, the selected MUSICAM signal is fed to the subsequent MUSICAM decoder, which in turn is, for example, a commercially available chip, for example from Philips Semiconductor, the decoded signal of this MUSICAM decoder is then sent to the input of the D / A converter via a selector switch fed. In this way, the customer can select and listen to any MUSICAM signal that is fed in on the source side via the satellite link.With the selector switch, it is possible to use the consumer receiver either in its original mode of operation, i.e. up to per DSR 16 stereo signals are transmitted, in the other switch position of this switch the MUSICAM-coded sound signals are evaluated, so that in each individual DS1 channel several sound signals can be transmitted and selected by the user.

Durch diese einfache Ergänzung eines Konsumer-DSR-Empfängers mit einem MUSICAM-Decoder und einer einfachen Demultiplexer-Schaltung kann also das Programmangebot für einen Benutzer von bisher 16 Programmen erweitert werden auf z.B. 64 Stereoprogramme bei Anwendung von MUSICAM mit 96kBit/s/Monosignal. Der MUSICAM-Decoder sowie der Demultiplexer sind einfache handelsübliche LSI-Chips, so daß auf sehr ökonomische Weise beispielsweise das Programmangebot um den Faktor 4 erweitert werden kann.Through this simple addition of a consumer DSR receiver with a MUSICAM decoder and a simple demultiplexer circuit, the range of programs for a user can be expanded from 16 programs to date to e.g. 64 stereo programs when using MUSICAM with 96kBit / s / mono signal. The MUSICAM decoder and the demultiplexer are simple, commercially available LSI chips, so that, for example, the range of programs can be expanded by a factor of 4 in a very economical manner.

Claims (10)

1. Verfahren zum Übertragen der digitalen Tonsignale von Tonstudios zu den einzelnen Sendestationen eines Rundfunk-Sendernetzes, dadurch gekennzeichnet, daß der Datenfluß der zu übertragenden digitalen Tonsignale (P) zunächst nach einem die psychoakustischen Pänomene des menschlichen Ohres ausnützenden Verfahren reduziert wird (datenreduzierte Tonsignale M),
jeweils mehrere dieser datenreduzierten digitalen Tonsignale (M1 bis Mn) im Basisband nach dem DS1-Verfahren codiert und zu einem DS1/M-Signal zusammengefaßt werden, und ein oder mehrere dieser so erzeugten DS1/M-Signale nach dem DSR-Verfahren mittels eines Breitband-Übertragungssystems zu den einzelnen Sendestationen des Sendernetzes übertragen werden.1. A method for transmitting the digital sound signals from sound studios to the individual broadcasting stations of a radio transmitter network, characterized in that the data flow of the digital sound signals (P) to be transmitted is first reduced according to a method utilizing the psychoacoustic phenomena of the human ear (data-reduced sound signals M ),
in each case several of these data-reduced digital audio signals (M 1 to M n ) are encoded in the baseband according to the DS1 method and combined to form a DS1 / M signal, and one or more of these DS1 / M signals thus generated by the DSR method by means of a broadband transmission system can be transmitted to the individual broadcasting stations of the broadcasting network. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die DS1/M-Signale nach dem DSR-Verfahren über eine Satelliten- oder Kabel-Übertragungsstrecke zu den einzelnen Sendestationen übertragen werden.2. The method according to claim 1, characterized in that the DS1 / M signals are transmitted according to the DSR method via a satellite or cable transmission link to the individual transmitter stations. 3. Einrichtung zum Übertragen der digitalen Tonsignale von Tonstudios zu den einzelnen Sendestationen eines Rundfunk-Sendernetzes gemäß einem Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine Breitband-Übertragungsstrecke (U1, SAT, U2, E) zwischen einem oder mehreren Tonstudios und den einzelnen Sendestationen (S) des Sendernetzes, wobei auf der Quellenseite dieser Breitband-Übertragungsstrecke mindestens ein DSR-Multiplexer mit 4-PSK-Modulator (SFP) vorgesehen ist, dessen Ausgang mit der Breitband-Übertragungsstrecke verbunden ist und von dessen 16 Eingängen mindestens einer miteinem DS1-Coder verbunden ist, und die Eingänge des DS1-Coders mit mehreren (n) Codern (C1 bis Cn) verbunden sind, denen die zu übertragenden Tonsignale (P1 bis Pn) zugeführt werden und in welchen der Datenfluß der zu übertragenden digitalen Tonsignale nach einem die psychoakustischen Phänomene des menschlichen Ohres ausnutzenden Verfahren (MUSICAM) reduziert wird, so daß überden DSR-Multiplexer und 4-PSK-Modulator (SFP) DS1-codierte datenreduzierte Tonsignale als DS1/M-Signale über die Breitband-Übertragungsstrecke übertragen werden, und wobei auf der Empfangsseite (E) dieser Breitband-Übertragungsstrecke einer oder mehrere (m) DSR-Decoder (DEC, bis DECrn) vorgesehen sind, durch welche aus den übertragenen DS1/M-Signalen mehrere (m) DS1/M'-Signale ausgewählt werden, die über einen Demultiplexer (DEMUX1) in die ursprünglichen datenreduzierten digitalen Tonsignale (M) umgewandelt und dann weiterverarbeitet werden.3. Device for transmitting the digital sound signals from sound studios to the individual broadcasting stations of a radio transmitter network according to a method according to claim 1 or 2, characterized by a broadband transmission link (U 1 , SAT, U 2 , E) between one or more sound studios and the individual transmission stations (S) of the transmitter network, at least one DSR multiplexer with 4-PSK modulator (SFP) being provided on the source side of this broadband transmission link, the output of which is connected to the broadband transmission link and at least one of its 16 inputs is connected to a DS1 encoder, and the inputs of the DS1 encoder are connected to a plurality of encoders (C 1 to C n ) to which the sound signals to be transmitted (P 1 to P n ) are fed and in which the data flow of the digital audio signals to be transmitted is reduced according to a method using the psychoacoustic phenomena of the human ear (MUSICAM), so that over the DSR multiplexer and 4-PSK modulator (SFP) DS1-encoded data-reduced audio signals are transmitted as DS1 / M signals over the broadband transmission link, and one or more (m) DSR on the receiving side (E) of this broadband transmission link -Decoders (DEC, to DECrn) are provided, by means of which several (m) DS1 / M 'signals are selected from the transmitted DS1 / M signals, which are converted into the original data-reduced digital audio signals (M) via a demultiplexer (DEMUX1) converted and then processed further. 4. Einrichtung nach Anspruch 3 zum Übertragen der digitalen Tonsignale von den Tonstudios zu den einzelnen Sendestationen eines DAB-Sendernetzes, dadurch gekennzeichnet, daß die rückgewandelten datenreduzierten digitalen Tonsignale (M) unmittelbar dem Modulator (COFDM) der DAB-Sendestation zugeführt werden. (Fig. 2)4. Device according to claim 3 for transmitting the digital audio signals from the recording studios to the individual transmitting stations of a DAB transmitter network, characterized in that the converted data-reduced digital audio signals (M) are fed directly to the modulator (COFDM) of the DAB transmitting station. (Fig. 2) 5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der DAB-Sender nur ein einziges digitales Programmsignal mit der Nutzung einer VHF-FM-Bandbreite abstrahlt.5. Device according to claim 4, characterized in that the DAB transmitter emits only a single digital program signal with the use of a VHF-FM bandwidth. 6. Einrichtung nach Anspruch 4 oder 5,dadurch gekennzeichnet, daß die DS1-Coder taktsynchronisiert sind und in einem Teil des Zusatzinformations-Kanal des DS1/M-Signals oder des DSR-Signals ein Synchronsignal übertragen wird, über welches die Zufuhr der Digitalsignale zum Modulator der Sendestation wortsynchronisierbar ist.6. Device according to claim 4 or 5, characterized in that the DS1 encoder are clock-synchronized and in a part of the additional information channel of the DS1 / M signal or the DSR signal, a synchronous signal is transmitted, via which the supply of the digital signals to Modulator of the transmitting station can be word-synchronized. 7. Einrichtung nach Anspruch 3 zum Übertragen der digitalen Tonsignale von Tonstudios zu den einzelnen Sendestationen eines VHF-FM-Sendernetzes, dadurch gekennzeichnet, daß die rückgewonnenen datenreduzierten digitalen Tonsignale (M) Decodern (D1 bis Dn) zugeführt werden, die den die psychoakustischen Phänomene des menschlichen Ohres ausnützenden Codern der Quellenseite entsprechen, und diese damit wieder rückgewonnenen ursprünglichen nicht datenreduzierten digitalen Tonsignale über Digital/Analog-Wandler als analoge Tonsignale den Modulatoren der VHF-FM-Sender (FM, bis FMn) der Sendestation zugeführt werden.7. Device according to claim 3 for transmitting the digital audio signals from recording studios to the individual transmitting stations of a VHF-FM transmitter network, characterized in that the recovered data-reduced digital audio signals (M) decoders (D 1 to D n ) are supplied to the Corresponding encoders using psychoacoustic phenomena of the human ear correspond to the source side, and these thus recovered original, non-data-reduced digital audio signals are fed via digital / analog converters as analog audio signals to the modulators of the VHF-FM transmitters (FM, to FM n ) of the transmitting station. 8. Einrichtung nach Anspruch 7 zum gleichzeitigen Übertragen von im Tonstudio zusammen mit den Tonsignalen erzeugten programmabhängigen RDS-Daten, dadurch gekennzeichnet, daß die RDS-Daten aller datenreduzierten Tonsignale (M) zusammengefaßt dem DS1-Coder zugeführt werden und im Zusatzinformationsteil der DS1/M-Signale übertragen werden und in der VHF-FM-Sendestation am Ausgang der DSR-Decoder (DEC, bis DECm) als gesonderte Daten ausgegeben und, wieder getrennt, dem RDS-Coder (RDS-Ci bis RDS-Cn) der VHF-FM-Sender zugeführt werden.8. Device according to claim 7 for the simultaneous transmission of program-dependent RDS data generated in the recording studio together with the sound signals, characterized in that the RDS data of all data-reduced sound signals (M) are combined and fed to the DS1 coder and in the additional information part of the DS1 / M - Signals are transmitted and in the VHF-FM transmitter station at the output of the DSR decoder (DEC, to DEC m ) output as separate data and, separated again, the RDS coder (RDS-Ci to RDS-C n ) of the VHF FM transmitters are fed. 9. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 3 bis 8 dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil der insgesamt 16 DS1-Kanäle des DSR-Coders für die Übertragung von nicht datenreduzierten DS1-Signalen und nur ein Teil für die Übertragung von aus datenreduzierten Tonsignalen (M), auch solchen mit unterschiedlichem Reduktionsgrad, zusammengesetzten DS1/M-Signalen benutzt wird.9. Device according to one of the preceding claims 3 to 8, characterized in that a part of the total of 16 DS1 channels of the DSR encoder for the transmission of non-data-reduced DS1 signals and only a part for the transmission of data-reduced audio signals (M) , even those with different degrees of reduction, composite DS1 / M signals is used. 10. Einrichtung zum unmittelbaren Empfang von nach dem Verfahren gemäß Anspruch 1 über Breitbandübertragungssystems übertragenen Tonsignalen, dadurch gekennzeichnet, daß ein üblicher DSR-Konsumer-Empfänger einen zusätzlichen Decoder aufweist, der dem die psychoakustischen Phänomene des menschlichen Ohres ausnutzenden Coder der Quellenseite der Satelliten-oder Kablel-Übertragungsstrecke entspricht, und der außerdem einen Demultiplexer und eine Auswahllogik zum Auswählen der gewünschten Programme aufweist.10. Device for the direct reception of sound signals transmitted by the method according to claim 1 via broadband transmission system, characterized in that a conventional DSR consumer receiver has an additional decoder which uses the psychoacoustic phenomena of the human ear or the source side of the satellite or Corresponds to Kablel transmission path, and which also has a demultiplexer and a selection logic for selecting the desired programs.
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